JPH069641B2 - 蒸留装置 - Google Patents
蒸留装置Info
- Publication number
- JPH069641B2 JPH069641B2 JP59025390A JP2539084A JPH069641B2 JP H069641 B2 JPH069641 B2 JP H069641B2 JP 59025390 A JP59025390 A JP 59025390A JP 2539084 A JP2539084 A JP 2539084A JP H069641 B2 JPH069641 B2 JP H069641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- distillation
- condenser
- heat pump
- refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、省エネルギー型蒸留装置に関する。
従来の省エネルギー型蒸留装置の一つである自己蒸気圧
縮法では、塔頂蒸気を直接圧縮し、これを塔底リボイラ
ーの熱源として使用し、熱の有効利用をはかっていた。
この方式では、被処理物そのものが圧縮される為、高温
となり、被処理物の変質が起こり、また被処理物によっ
ては、爆発の可能性も高まる。この様な被処理物にはヒ
ートポンプ方式により、被処理物の温度圧力条件を同一
のままで、省エネをはかる方式が採用されつつある。し
かしながら、このヒートポンプ方式も従来方法では、ヒ
ートポンプ系内での冷媒の劣化、あるいは、冷媒自体の
毒性・危険性・腐蝕性が問題となる。又、高圧下で運転
する為、冷媒が蒸留被処理物中へ漏洩することがあり、
この冷媒の混入が製品によっては致命的な欠陥となる。
冷媒の補充・修理時の回収・再充填も厄介な作業であ
り、冷媒自体も安価ではない。
縮法では、塔頂蒸気を直接圧縮し、これを塔底リボイラ
ーの熱源として使用し、熱の有効利用をはかっていた。
この方式では、被処理物そのものが圧縮される為、高温
となり、被処理物の変質が起こり、また被処理物によっ
ては、爆発の可能性も高まる。この様な被処理物にはヒ
ートポンプ方式により、被処理物の温度圧力条件を同一
のままで、省エネをはかる方式が採用されつつある。し
かしながら、このヒートポンプ方式も従来方法では、ヒ
ートポンプ系内での冷媒の劣化、あるいは、冷媒自体の
毒性・危険性・腐蝕性が問題となる。又、高圧下で運転
する為、冷媒が蒸留被処理物中へ漏洩することがあり、
この冷媒の混入が製品によっては致命的な欠陥となる。
冷媒の補充・修理時の回収・再充填も厄介な作業であ
り、冷媒自体も安価ではない。
ヒートポンプ故障の場合、蒸留運転を続行させる為、別
途リボイラー及び凝縮器が必要であり、装置及び運転操
作が複雑であった。又、ヒートポンプ自体の効率化・経
済性を主とする為、装置のコンパクト化が企られ、蒸発
器及び凝縮器はほぼ同一のレベルであった。この為、蒸
留被処理液側にポンプの設置が必要となり、液のリー
ク，液によっては火災の可能性もある。
途リボイラー及び凝縮器が必要であり、装置及び運転操
作が複雑であった。又、ヒートポンプ自体の効率化・経
済性を主とする為、装置のコンパクト化が企られ、蒸発
器及び凝縮器はほぼ同一のレベルであった。この為、蒸
留被処理液側にポンプの設置が必要となり、液のリー
ク，液によっては火災の可能性もある。
上記の欠点を改善すべき種々検討した結果、冷媒として
水を用いる改良型ヒートポンプを開発しこれを組み込ん
だ蒸留装置を試作、検討したところ系内圧力が大気圧以
下の場合でも運転可能であることが見い出された。
水を用いる改良型ヒートポンプを開発しこれを組み込ん
だ蒸留装置を試作、検討したところ系内圧力が大気圧以
下の場合でも運転可能であることが見い出された。
水を冷媒として用いる為、低・中温域での運転では、ヒ
ートポンプの圧縮機の吸入・吐出側の両方、又は吸入側
のみを大気圧以下にする必要がある。この場合、ヒート
ポンプ系内に外部から空気が混入することは避けられな
い。これに対しては、ヒートポンプに真空発生装置を組
み込み、不凝縮ガスを吸引排出し、系の真空度を維持さ
せる。
ートポンプの圧縮機の吸入・吐出側の両方、又は吸入側
のみを大気圧以下にする必要がある。この場合、ヒート
ポンプ系内に外部から空気が混入することは避けられな
い。これに対しては、ヒートポンプに真空発生装置を組
み込み、不凝縮ガスを吸引排出し、系の真空度を維持さ
せる。
抽気によって減少した水は、給水装置より補給する。圧
縮機軸封部のシールには水、もしくは水蒸気を用いる。
この水もしくは水蒸気は、ヒートポンプ系内に流入す
る。この量が抽気により、系外に出る水より多い場合
は、系内の水を排水装置により排出する。この排水装置
を作動させる水面は、給水装置を作動させる水面より高
めとする必要がある。
縮機軸封部のシールには水、もしくは水蒸気を用いる。
この水もしくは水蒸気は、ヒートポンプ系内に流入す
る。この量が抽気により、系外に出る水より多い場合
は、系内の水を排水装置により排出する。この排水装置
を作動させる水面は、給水装置を作動させる水面より高
めとする必要がある。
ヒートポンプの蒸発器（蒸留コンデンサー）は、蒸留の
還流液が自重で塔頂部へ戻せる様に塔の上に置き、又凝
縮器（蒸留リボイラー）は、サーモサイホンにより蒸留
塔底部液が自然循環できるように塔の下に置く。凝縮器
（蒸留リボイラー）で凝縮した水は、通常のメカニカル
シールポンプで蒸発器（蒸留コンデンサー）に送り込
む。ポンプより水がリークしても周囲に危害を及ぼす心
配はなく、又系内にシール水が流入しても、排水装置に
より所定の水量が保たれるので問題はない。
還流液が自重で塔頂部へ戻せる様に塔の上に置き、又凝
縮器（蒸留リボイラー）は、サーモサイホンにより蒸留
塔底部液が自然循環できるように塔の下に置く。凝縮器
（蒸留リボイラー）で凝縮した水は、通常のメカニカル
シールポンプで蒸発器（蒸留コンデンサー）に送り込
む。ポンプより水がリークしても周囲に危害を及ぼす心
配はなく、又系内にシール水が流入しても、排水装置に
より所定の水量が保たれるので問題はない。
ヒートポンプの定期修理、故障に備えて、蒸発器（蒸留
コンデンサー）には冷却水ラインを、凝縮器（蒸留リボ
イラー）には蒸気ラインを接続させ、弁を切り替えるこ
とにより、そのまま蒸留運転の続行が可能となり、蒸留
運転停止の損失を未然に防ぐことができる。
コンデンサー）には冷却水ラインを、凝縮器（蒸留リボ
イラー）には蒸気ラインを接続させ、弁を切り替えるこ
とにより、そのまま蒸留運転の続行が可能となり、蒸留
運転停止の損失を未然に防ぐことができる。
本発明の改良型ヒートポンプを組込んだ蒸留装置は、蒸
留塔と改良型ヒートポンプとから成りたっている。改良
型ヒートポンプは、従来からのヒートポンプ構成要素で
ある蒸発器・圧縮器・凝縮器・減圧弁にくわえて、真空
発生装置、給水装置、排水装置とから成りたっている。
留塔と改良型ヒートポンプとから成りたっている。改良
型ヒートポンプは、従来からのヒートポンプ構成要素で
ある蒸発器・圧縮器・凝縮器・減圧弁にくわえて、真空
発生装置、給水装置、排水装置とから成りたっている。
真空発生装置は、ヒートポンプ系内に洩れ込んでくる不
凝縮ガスを系外に排水するものであり、給水装置はヒー
トポンプ系内水量の減少分を外部から系内に補給するも
のであり、又排水装置はヒートポンプ系内水量の増加分
を系外に排水するものである。
凝縮ガスを系外に排水するものであり、給水装置はヒー
トポンプ系内水量の減少分を外部から系内に補給するも
のであり、又排水装置はヒートポンプ系内水量の増加分
を系外に排水するものである。
本発明は、以下の様な利点を有している。
水を冷媒とする改良型ヒートポンプを、蒸留装置に組み
込むことにより、大巾な省エネルギー、コストダウンに
なる。エネルギーベースで従来の約1/10、コストは約1/
4になる。
込むことにより、大巾な省エネルギー、コストダウンに
なる。エネルギーベースで従来の約1/10、コストは約1/
4になる。
水冷媒の特質として、分解が無く、変質の恐れがな
いで通常１０〜１００℃の範囲で使用可能である。又必
要に応じて加圧することにより２００℃又はそれ以上で
も可能である。
いで通常１０〜１００℃の範囲で使用可能である。又必
要に応じて加圧することにより２００℃又はそれ以上で
も可能である。
洩れた場合でも、毒性・危険性・腐蝕性がなく安全
である。
である。
冷媒の補給・排出が容易である。
冷媒が安価である。
冷媒の接液・接ガス部は、ＦＣ，ＳＳ等の安価な材
質を使用できる。
質を使用できる。
圧縮器軸封部に水及び水蒸気を用いることができ、
システムの密閉性を高めることができる。
システムの密閉性を高めることができる。
蒸留塔内圧より、ヒートポンプ側の圧力を低くする
運転が可能で、冷媒が蒸留側へリークしない。
運転が可能で、冷媒が蒸留側へリークしない。
水・アルコール系の如く、水を含む蒸留系では、た
とえ冷媒が蒸留側へリークしても問題がない。
とえ冷媒が蒸留側へリークしても問題がない。
毒性がないので安全・衛生上、食品・医薬品関係の
用途に適している。
用途に適している。
運転・保全が容易である。
次に第１図に基づいて、含水エタノールに含まれる微量
メタノールの除去を例にとって説明する。
メタノールの除去を例にとって説明する。
微量メタノールを含む含水エタノールは、蒸留塔１へ入
口１３より供給され、メタノールを除去された含水エタ
ノールが出口１４より排出される。塔頂蒸気（７８℃）
は蒸発器（蒸留コンデンサー）２に入り，水に熱を与え
て凝縮し、大部分は配管１５を通り蒸留塔１の塔頂に戻
り、一部は配管１６より不良アルコール液として抜き取
られる。尚、蒸発器（蒸留コンデンサー）２の末端はベ
ントラインを通し、大気開放となっており、塔頂ベーパ
ー圧力は、ほぼ大気圧である。又蒸留塔１の塔底液は配
管１７を通り凝縮器（蒸留リボイラー）９に入り、圧縮
昇温された水蒸気より熱を受け、自然循環で配管１８を
通り、塔底（８０℃）へ戻る。塔頂ベーパーと塔底温度
の温度差は、塔内圧損分に見合った温度で本装置の場合
２〜３℃である。この昇温は、水を冷媒とするヒートポ
ンプにより行われる。
口１３より供給され、メタノールを除去された含水エタ
ノールが出口１４より排出される。塔頂蒸気（７８℃）
は蒸発器（蒸留コンデンサー）２に入り，水に熱を与え
て凝縮し、大部分は配管１５を通り蒸留塔１の塔頂に戻
り、一部は配管１６より不良アルコール液として抜き取
られる。尚、蒸発器（蒸留コンデンサー）２の末端はベ
ントラインを通し、大気開放となっており、塔頂ベーパ
ー圧力は、ほぼ大気圧である。又蒸留塔１の塔底液は配
管１７を通り凝縮器（蒸留リボイラー）９に入り、圧縮
昇温された水蒸気より熱を受け、自然循環で配管１８を
通り、塔底（８０℃）へ戻る。塔頂ベーパーと塔底温度
の温度差は、塔内圧損分に見合った温度で本装置の場合
２〜３℃である。この昇温は、水を冷媒とするヒートポ
ンプにより行われる。
ヒートポンプ系内水の流れを、蒸発器（蒸留コンデンサ
ー）２内でベーパーの熱を受けて蒸発し、デミスター５
でミストを除去された後配管１９を通り、圧縮器７に入
り、昇圧、昇温されて配管２０を通り、凝縮器（蒸留リ
ボイラ）９に流れ込み、塔底液に熱を与えて凝縮する。
蒸発器（蒸留コンデンサー）２内の水の蒸発温度（７１
℃）と、凝縮器（蒸留リボイラー）９の水の凝縮温度の
温度（８５℃）差は、本装置の場合１４℃であり、両温
度に対応する圧力は、それぞれ０．３３ａｔａ及び０．
５９ａｔａで大気圧以下である。
ー）２内でベーパーの熱を受けて蒸発し、デミスター５
でミストを除去された後配管１９を通り、圧縮器７に入
り、昇圧、昇温されて配管２０を通り、凝縮器（蒸留リ
ボイラ）９に流れ込み、塔底液に熱を与えて凝縮する。
蒸発器（蒸留コンデンサー）２内の水の蒸発温度（７１
℃）と、凝縮器（蒸留リボイラー）９の水の凝縮温度の
温度（８５℃）差は、本装置の場合１４℃であり、両温
度に対応する圧力は、それぞれ０．３３ａｔａ及び０．
５９ａｔａで大気圧以下である。
凝縮器（蒸留リボイラー）９内の凝縮水は、循環ポンプ
１２により配管２１を通り、蒸発器（蒸留コンデンサ
ー）２へ流れ込む。配管２１には、減圧弁６が取り付け
られており、必要な圧力差を維持する。配管２１の凝縮
器（蒸留リボイラー）９内吸入管にはフロート弁が取り
付けられており、これにより、凝縮器（蒸留リボイラ
ー）９内水面は所定の位置に保たれる。ヒートポンプ系
内に混入してくる空気は、凝縮上部から配管２２を通し
て、真空発生装置１１により吸引され、大気中へ放出さ
れる。配管２２の途中には真空調整弁１０があり、これ
により系内真空度を所定の値を保つ。不凝縮性ガスとと
もに水蒸気も分圧相当分が系外に排出されるので、新た
に水の補給が必要となる。これは給水装置３により行わ
れ、フロート弁にて、蒸発器（蒸留コンデンサー）２内
水面を所定の位置に保つ。配管２３の圧縮器軸封部のシ
ール用水蒸気ラインより水蒸気が系内に混入する。この
量が排気中の水蒸気より多い場合は、排水の必要があ
る。これは排水装置４によりフロート弁を介して、自動
的に行う。この装置の末端は地上まで引き下げ、水封タ
ンク内に入れてある。蒸発室内圧力と大気圧の差圧以上
の高さが必要で、不足の時は引抜ポンプを設置する。排
水装置フロート弁の位置は、給水装置作動面より上に設
定してある。
１２により配管２１を通り、蒸発器（蒸留コンデンサ
ー）２へ流れ込む。配管２１には、減圧弁６が取り付け
られており、必要な圧力差を維持する。配管２１の凝縮
器（蒸留リボイラー）９内吸入管にはフロート弁が取り
付けられており、これにより、凝縮器（蒸留リボイラ
ー）９内水面は所定の位置に保たれる。ヒートポンプ系
内に混入してくる空気は、凝縮上部から配管２２を通し
て、真空発生装置１１により吸引され、大気中へ放出さ
れる。配管２２の途中には真空調整弁１０があり、これ
により系内真空度を所定の値を保つ。不凝縮性ガスとと
もに水蒸気も分圧相当分が系外に排出されるので、新た
に水の補給が必要となる。これは給水装置３により行わ
れ、フロート弁にて、蒸発器（蒸留コンデンサー）２内
水面を所定の位置に保つ。配管２３の圧縮器軸封部のシ
ール用水蒸気ラインより水蒸気が系内に混入する。この
量が排気中の水蒸気より多い場合は、排水の必要があ
る。これは排水装置４によりフロート弁を介して、自動
的に行う。この装置の末端は地上まで引き下げ、水封タ
ンク内に入れてある。蒸発室内圧力と大気圧の差圧以上
の高さが必要で、不足の時は引抜ポンプを設置する。排
水装置フロート弁の位置は、給水装置作動面より上に設
定してある。
ヒートポンプの負荷調整は、コンプレッサーバイパス弁
８及びインレットベーン開度調整又は、回転数制御によ
り行う。スタート時の加熱には、配管２４よりの水蒸気
を用いる。又、この水蒸気気は能力不足時の補助及び圧
縮故障時に運転にも用いる。配管２４からの水蒸気のみ
による運転の場合は、蒸発器（蒸留コンデンサー）２に
は、配管２５より水を通して従来の蒸溜コンデンサーと
して機能させる。この場合、排水装置４についているバ
イパスライン配管２６を通して、排温水を排出させる。
８及びインレットベーン開度調整又は、回転数制御によ
り行う。スタート時の加熱には、配管２４よりの水蒸気
を用いる。又、この水蒸気気は能力不足時の補助及び圧
縮故障時に運転にも用いる。配管２４からの水蒸気のみ
による運転の場合は、蒸発器（蒸留コンデンサー）２に
は、配管２５より水を通して従来の蒸溜コンデンサーと
して機能させる。この場合、排水装置４についているバ
イパスライン配管２６を通して、排温水を排出させる。
【図面の簡単な説明】第１図は本発明の蒸留装置の一例
を示す。１は蒸留塔、２は蒸発器（蒸留コンデンサ
ー）、３は給水装置、４は排水装置、５はデミスター、
６は減圧弁、７は圧縮機、８はコンプレッサーバイパス
弁、９は凝縮器（蒸留リボイラー）、１０は真空調整
弁、１１は真空発生装置、１２は循環ポンプ、１３〜１
６は配管をそれぞれ示す。
を示す。１は蒸留塔、２は蒸発器（蒸留コンデンサ
ー）、３は給水装置、４は排水装置、５はデミスター、
６は減圧弁、７は圧縮機、８はコンプレッサーバイパス
弁、９は凝縮器（蒸留リボイラー）、１０は真空調整
弁、１１は真空発生装置、１２は循環ポンプ、１３〜１
６は配管をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】（イ）冷媒としての水を給水及び排水する
装置を備えた蒸発器、（ロ）圧縮機及び（ハ）真空発生
装置を備えた凝縮器から構成される水を冷媒とするヒー
トポンプの蒸発器と蒸留塔の塔頂部及び該ヒートポンプ
の凝縮器と蒸留塔の塔底部とを連結した蒸留装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025390A JPH069641B2 (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 蒸留装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025390A JPH069641B2 (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 蒸留装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60168501A JPS60168501A (ja) | 1985-09-02 |
| JPH069641B2 true JPH069641B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=12164548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025390A Expired - Lifetime JPH069641B2 (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 蒸留装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069641B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10272358B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-04-30 | Kobe Steel, Ltd. | Distillation apparatus |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100811971B1 (ko) | 2007-10-01 | 2008-03-10 | 이주선 | 증류시스템 및 그 증류방법 |
| CN102430254B (zh) * | 2011-09-16 | 2013-09-04 | 徐建涛 | 甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺及装置 |
| JP6158149B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2017-07-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 蒸留装置 |
| KR101680961B1 (ko) * | 2015-03-19 | 2016-11-29 | 선테코 유한회사 | 폐열을 이용하는 증류 시스템 |
| JP6948677B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2021-10-13 | 株式会社ササクラ | 低沸点物質の回収装置及び回収方法 |
| CN106730967B (zh) * | 2017-01-11 | 2019-10-25 | 河北美邦工程科技股份有限公司 | 一种利用塔顶气相馏分冷凝热精馏的系统及其方法 |
| JP2019000807A (ja) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 化学プラント、及び液体材料の蒸留方法 |
| JP6681964B2 (ja) * | 2018-01-12 | 2020-04-15 | 木村化工機株式会社 | アンモニア水溶液の蒸留装置 |
| JP6612936B1 (ja) * | 2018-06-29 | 2019-11-27 | 木村化工機株式会社 | 蒸留装置 |
| JP6612961B1 (ja) * | 2018-12-20 | 2019-11-27 | 木村化工機株式会社 | 蒸留装置 |
| JP6612999B1 (ja) * | 2019-01-29 | 2019-11-27 | 木村化工機株式会社 | 蒸留装置 |
-
1984
- 1984-02-14 JP JP59025390A patent/JPH069641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10272358B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-04-30 | Kobe Steel, Ltd. | Distillation apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60168501A (ja) | 1985-09-02 |
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